CN109609158A - 一种生物质催化热解反应的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物质催化热解反应的工艺，其包括生物质的进料装置、与进料装置出口连接的上料装置、与上料装置出口连接的输入装置、与输入装置连接的生物质分解装置、两个分别与生物质分解装置下端连接的冷却罐、与冷却罐下端连接的固态炭收集箱、设置在生物质分解装置顶部的分解气输出嘴、旁接在分解气输出嘴出口与生物质分解装置之间的稳压阀、设置在稳压阀上的单向阀。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质催化热解反应的工艺。
背景技术
随着传统化石能源的日益枯竭和人口、经济的迅速增长，生物质能逐步成为世界各国研究和利用重点，目前利用大型海藻进行生物柴油及其部分化石能源替代产品的开发，尚属于目前研究的热点和趋势，大型海藻作为生物质具有储量丰富、增长繁殖迅速、可短时间内实现碳中和、不占用耕地等优点，是一种优质可替代能源。生物质作为一种可再生能源，来源广泛，具有替代化石燃料的应用前景。生物质快速热解制备生物油技术因具有周期短、成本低、效率高等优点，受到各界广泛关注。而藻类生物质由于其丰富的蛋白质及脂肪的含量，是热解制备生物油的很好的原料。
目前，广泛使用的技术是整体热解，实际上藻类的组分复杂，主要由水溶性多糖、蛋白质、脂类物质组成，但不同温度、不同组分的热解产物差异很大；其中。如果进行整体热解，那么不仅产物复杂而且增加了分离的成本与工序，因此分段催化、分段选择性催化最大化目标产物具有较大优势。能够实现在不同温度区间，对容易热解的物质低温热解产油，难热解物质高温热解，实现热量的合理分配供给，节约了能量。但是现有的固定床、流化床等设备不能很好的同时满足连续进料和分段热解的需求。如何连续分段热解并收集各阶段的产物是实验室制取生物油并进行进一步提质的关键步骤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种生物质连续分段催化热解反应的装置及生物质催化热解反应的工艺；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种生物质连续分段催化热解反应的装置，包括生物质的进料装置、与进料装置出口连接的上料装置、与上料装置出口连接的输入装置、与输入装置连接的生物质分解装置、两个分别与生物质分解装置下端连接的冷却罐、与冷却罐下端连接的固态炭收集箱、设置在生物质分解装置顶部的分解气输出嘴、旁接在分解气输出嘴出口与生物质分解装置之间的稳压阀、设置在稳压阀上的单向阀、与分解气输出嘴出口连接的第一热交换器、与第一热交换器出口连接的裂解器、与裂解器连接的第二热交换器、与第二热交换器连接的分离器、与分离器出口连接的分离油存储器、与分离油存储器出口连接的氧化预热室、旁接在氧化预热室上的缓存器、以及与氧化预热室出口连接的蓄热氧化器。
作为上述技术方案的进一步改进：
在蓄热氧化器上设置有送氧管路，在蓄热氧化器顶部出口设置有第一气泵/鼓风机，第一气泵/鼓风机出口通过管路插入到有机液反应池的液体中，在有机液反应池顶部连接有第一尾气处理器，第一尾气处理器底部连接有第一有机液回收池，第一尾气处理器出口连接有第二气泵/鼓风机，第二气泵/鼓风机出口通过管路连接有无机液反应池的液体中，无机液反应池顶部连接有第二尾气处理器，第二尾气处理器分别连接有无机液回收池与尾气预冷器，尾气预冷器出口连接有尾气检测器，尾气检测器出口连接有尾气冷却罐，尾气冷却罐出口连接有尾气排气出口；
第一尾气处理器、第二尾气处理器为离心分离机。
进料装置包括进料壳体、设置在进料壳体左侧壁的进料总进料口、设置在进料总进料口处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体内且左下端与进料总进料口右端口对应且右上端与进料壳体顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板、设置在进料第一导向斜板右侧且上端安装在进料壳体顶部的进料第二导向挡板、设置在进料第一导向斜板下方的进料下收集室、左下端设置在进料第二导向挡板下方的进料斜向底板、设置在进料第一导向斜板与进料壳体左侧壁之间且底部与进料下收集室连通且下部与进料总进料口连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道、设置在进料第一导向斜板与进料斜向底板之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室连通且右上端位于进料第二导向挡板右侧且呈V型结构的进料折返通道、左端与进料折返通道右上端出口连通的进料中间通道、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口、上端与进料喇叭口的大端出口连通的进料下降通道、倾斜设置在进料喇叭口的大端出口右侧上方且位于进料下降通道正上方进料壳体上的进料排气嘴、以及倾斜设置在进料排气嘴下端进口处的进料排气网板；
上料装置包括位于进料下降通道正下方的上料下挡阀、以及设置在上料下挡阀下方的上料下出口；
输入装置包括设置在上料下出口下方的输入密封腔体、以及设置在输入密封腔体上下两端的输入上密封板与输入下密封板。
在进料上升通道左侧壁上设置有进料增速吹嘴，在进料排气网板对应的进料壳体左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴。
生物质分解装置包括设置在输入装置下方的分解壳体、水平设置在分解壳体中的分解圆矩形传送带、设置在两侧的分解圆矩形传送带矩形段两侧边上的分解侧挡板、设置在两分解侧挡板之间且位于分解圆矩形传送带矩形段处的分解送料通道、在分解侧挡板顶部之间连接有分解通道顶板、在分解通道顶板下方且在分解送料通道正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器、设置在分解通道顶板下方且设置在相邻的分解加热器之间的分解隔板、倾斜横跨过分解圆矩形传送带上且一端与位于分解圆矩形传送带内侧的分解侧挡板输出端连接的横分解出料挡板、位于横分解出料挡板出口下方的分解输出通道、设置在分解输出通道中部的分解出料阀、设置在分解输出通道下出口处的分解出料口、分解清理活塞杆沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道中的分解清理气缸、根部铰接在分解清理活塞杆端部的分解清理挡板架、以及设置在分解清理挡板架上的分解清理扒爪。
一种生物质催化热解反应的工艺，包括以下步骤：
步骤一，搭建生物质连续分段催化热解反应的装置；
步骤二，首先，生物质物料通过文丘里管路送到进料上升通道中，并打在进料第一导向斜板左端斜面上，经过进料第二导向挡板后，依次通过进料折返通道、进料中间通道送出到进料喇叭口；然后，通过进料喇叭口大端出口减速，下沉落入到进料下降通道中，同时，气流通过进料排气嘴排出；
步骤三，首先，当进料下降通道存储的生物质物料达到预设重量后，上料下挡阀打开，生物质物料落到上料下出口中；然后，上料下挡阀闭合；其次，输入上密封板打开，生物质物料落到输入密封腔体中；再次，输入上密封板闭合；
步骤四， 首先，输入下密封板打开，生物质物料落到循环传送的分解圆矩形传送带的两个矩形段的始端；然后，在分解送料通道中前行到横分解出料挡板处，同时，分解加热器对生物质物料进行分段热解与保温炭化；其次，炭化物料通过横分解出料挡板落入到分解输出通道，同时，热解气体通过分解气输出嘴输出。
作为上述技术方案的进一步改进：
对于炭化物料执行步骤五， 步骤五，首先，分解出料阀打开，同时，分解清理气缸驱动分解清理活塞杆带动分解清理扒爪将炭化物料输送至冷却罐；然后，冷却罐中的螺杆推送器将冷却后的炭化物料送至固态炭收集箱。
对于热解气体执行步骤六；步骤六，首先，热解气体通过第一热交换器进入裂解器进行催化裂解；然后，裂解气体通过第二热交换器进入分离器进行油气分离；其次，分离油液进入到分离油存储器，分离气体进入到氧化预热室并通过缓存器进行暂存；再次，氧化预热室内的分离气体进入蓄热氧化器氧化，并通过送氧管路控制氧气供给量。
步骤七，首先，第一气泵/鼓风机将燃烧后气体送给有机液反应池进行一次净化处理；然后，净化气体通过第一尾气处理器二次处理，同时通过第一尾气处理器中的离心机将有机液回收到第一有机液回收池；其次，第二气泵/鼓风机将离心气体通入无机液反应池中进行三次净化处理，净化气体进入第二尾气处理器；再次，第二尾气处理器中的离心机将无机液回收到无机液回收池中，离心气体进入尾气预冷器预热；最后，预热气体通过尾气检测器、尾气冷却罐后通过尾气排气出口排出。
本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图。
图2是本发明详细的结构示意图。
图3是本发明局部的结构示意图。
图4是本发明进料装置的结构示意图。
图5是本发明生物质分解装置的结构示意图。
图6是本发明生物质分解加热器的局部爆炸结构示意图。
其中：1、进料装置；2、上料装置；3、输入装置；4、生物质分解装置；5、冷却罐；6、固态炭收集箱；7、分解气输出嘴；8、稳压阀；9、第一热交换器；10、裂解器；11、第二热交换器；12、分离器；13、分离油存储器；14、缓存器；15、氧化预热室；16、蓄热氧化器；17、送氧管路；18、第一气泵/鼓风机；19、有机液反应池；20、第一尾气处理器；21、第一有机液回收池；22、第二气泵/鼓风机；23、无机液反应池；24、第二尾气处理器；25、无机液回收池；26、尾气预冷器；27、尾气检测器；28、尾气冷却罐；29、尾气排气出口；30、进料壳体；31、进料总进料口；32、进料第一导向斜板；33、进料第二导向挡板；34、进料下收集室；35、进料斜向底板；36、进料喇叭口；37、进料增速吹嘴；38、进料上升通道；39、进料折返通道；40、进料中间通道；41、进料下降通道；42、进料辅助吹嘴；43、进料排气网板；44、进料排气嘴；45、上料下挡阀；46、上料下出口；47、输入上密封板；48、输入密封腔体；49、输入下密封板；50、分解壳体；51、分解圆矩形传送带；52、分解侧挡板；53、分解送料通道；54、分解出料挡板；55、分解输出通道；56、分解出料阀；57、分解出料口；58、分解清理气缸；59、分解清理活塞杆；60、分解清理挡板架；61、分解清理扒爪；62、分解通道顶板；63、分解加热器；64、分解隔板。
具体实施方式
如图1-6所示，本实施例的一种生物质连续分段催化热解反应的装置，包括生物质的进料装置1、与进料装置1出口连接的上料装置2、与上料装置2出口连接的输入装置3、与输入装置3连接的生物质分解装置4、两个分别与生物质分解装置4下端连接的冷却罐5、与冷却罐5下端连接的固态炭收集箱6、设置在生物质分解装置4顶部的分解气输出嘴7、旁接在分解气输出嘴7出口与生物质分解装置4之间的稳压阀8、设置在稳压阀8上的单向阀、与分解气输出嘴7出口连接的第一热交换器9、与第一热交换器9出口连接的裂解器10、与裂解器10连接的第二热交换器11、与第二热交换器11连接的分离器12、与分离器12出口连接的分离油存储器13、与分离油存储器13出口连接的氧化预热室15、旁接在氧化预热室15上的缓存器14、以及与氧化预热室15出口连接的蓄热氧化器16。
在蓄热氧化器16上设置有送氧管路17，在蓄热氧化器16顶部出口设置有第一气泵/鼓风机18，第一气泵/鼓风机18出口通过管路插入到有机液反应池19的液体中，在有机液反应池19顶部连接有第一尾气处理器20，第一尾气处理器20底部连接有第一有机液回收池21，第一尾气处理器20出口连接有第二气泵/鼓风机22，第二气泵/鼓风机22出口通过管路连接有无机液反应池23的液体中，无机液反应池23顶部连接有第二尾气处理器24，第二尾气处理器24分别连接有无机液回收池25与尾气预冷器26，尾气预冷器26出口连接有尾气检测器27，尾气检测器27出口连接有尾气冷却罐28，尾气冷却罐28出口连接有尾气排气出口29；
第一尾气处理器20、第二尾气处理器24为离心分离机。
进料装置1包括进料壳体30、设置在进料壳体30左侧壁的进料总进料口31、设置在进料总进料口31处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体30内且左下端与进料总进料口31右端口对应且右上端与进料壳体30顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板32、设置在进料第一导向斜板32右侧且上端安装在进料壳体30顶部的进料第二导向挡板33、设置在进料第一导向斜板32下方的进料下收集室34、左下端设置在进料第二导向挡板33下方的进料斜向底板35、设置在进料第一导向斜板32与进料壳体30左侧壁之间且底部与进料下收集室34连通且下部与进料总进料口31连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道38、设置在进料第一导向斜板32与进料斜向底板35之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室34连通且右上端位于进料第二导向挡板33右侧且呈V型结构的进料折返通道39、左端与进料折返通道39右上端出口连通的进料中间通道40、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道40右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口36、上端与进料喇叭口36的大端出口连通的进料下降通道41、倾斜设置在进料喇叭口36的大端出口右侧上方且位于进料下降通道41正上方进料壳体30上的进料排气嘴44、以及倾斜设置在进料排气嘴44下端进口处的进料排气网板43；
上料装置2包括位于进料下降通道41正下方的上料下挡阀45、以及设置在上料下挡阀45下方的上料下出口46；
输入装置3包括设置在上料下出口46下方的输入密封腔体48、以及设置在输入密封腔体48上下两端的输入上密封板47与输入下密封板49。
在进料上升通道38左侧壁上设置有进料增速吹嘴37，在进料排气网板43对应的进料壳体30左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴42。
生物质分解装置4包括设置在输入装置3下方的分解壳体50、水平设置在分解壳体50中的分解圆矩形传送带51、设置在两侧的分解圆矩形传送带51矩形段两侧边上的分解侧挡板52、设置在两分解侧挡板52之间且位于分解圆矩形传送带51矩形段处的分解送料通道53、在分解侧挡板52顶部之间连接有分解通道顶板62、在分解通道顶板62下方且在分解送料通道53正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器63、设置在分解通道顶板62下方且设置在相邻的分解加热器63之间的分解隔板64、倾斜横跨过分解圆矩形传送带51上且一端与位于分解圆矩形传送带51内侧的分解侧挡板52输出端连接的横分解出料挡板54、位于横分解出料挡板54出口下方的分解输出通道55、设置在分解输出通道55中部的分解出料阀56、设置在分解输出通道55下出口处的分解出料口57、分解清理活塞杆59沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道55中的分解清理气缸58、根部铰接在分解清理活塞杆59端部的分解清理挡板架60、以及设置在分解清理挡板架60上的分解清理扒爪61。
本实施例的一种生物质催化热解反应的工艺，包括以下步骤：
步骤一，搭建生物质连续分段催化热解反应的装置，该装置包括生物质的进料装置1、与进料装置1出口连接的上料装置2、与上料装置2出口连接的输入装置3、与输入装置3连接的生物质分解装置4、两个分别与生物质分解装置4下端连接的冷却罐5、与冷却罐5下端连接的固态炭收集箱6、设置在生物质分解装置4顶部的分解气输出嘴7、旁接在分解气输出嘴7出口与生物质分解装置4之间的稳压阀8、设置在稳压阀8上的单向阀、与分解气输出嘴7出口连接的第一热交换器9、与第一热交换器9出口连接的裂解器10、与裂解器10连接的第二热交换器11、与第二热交换器11连接的分离器12、与分离器12出口连接的分离油存储器13、与分离油存储器13出口连接的氧化预热室15、旁接在氧化预热室15上的缓存器14、以及与氧化预热室15出口连接的蓄热氧化器16；
步骤二，首先，生物质物料通过文丘里管路送到进料上升通道38中，并打在进料第一导向斜板32左端斜面上，经过进料第二导向挡板33后，依次通过进料折返通道39、进料中间通道40送出到进料喇叭口36；然后，通过进料喇叭口36大端出口减速，下沉落入到进料下降通道41中，同时，气流通过进料排气嘴44排出；
步骤三，首先，当进料下降通道41存储的生物质物料达到预设重量后，上料下挡阀45打开，生物质物料落到上料下出口46中；然后，上料下挡阀45闭合；其次，输入上密封板47打开，生物质物料落到输入密封腔体48中；再次，输入上密封板47闭合；
步骤四， 首先，输入下密封板49打开，生物质物料落到循环传送的分解圆矩形传送带51的两个矩形段的始端；然后，在分解送料通道53中前行到横分解出料挡板54处，同时，分解加热器63对生物质物料进行分段热解与保温炭化；其次，炭化物料通过横分解出料挡板54落入到分解输出通道55，同时，热解气体通过分解气输出嘴7输出。
对于炭化物料执行步骤五， 步骤五，首先，分解出料阀56打开，同时，分解清理气缸58驱动分解清理活塞杆59带动分解清理扒爪61将炭化物料输送至冷却罐5；然后，冷却罐5中的螺杆推送器将冷却后的炭化物料送至固态炭收集箱6。
对于热解气体执行步骤六；步骤六，首先，热解气体通过第一热交换器9进入裂解器10进行催化裂解；然后，裂解气体通过第二热交换器11进入分离器12进行油气分离；其次，分离油液进入到分离油存储器13，分离气体进入到氧化预热室15并通过缓存器14进行暂存；再次，氧化预热室15内的分离气体进入蓄热氧化器16氧化，并通过送氧管路17控制氧气供给量。
步骤七，首先，第一气泵/鼓风机18将燃烧后气体送给有机液反应池19进行一次净化处理；然后，净化气体通过第一尾气处理器20二次处理，同时通过第一尾气处理器20中的离心机将有机液回收到第一有机液回收池21；其次，第二气泵/鼓风机22将离心气体通入无机液反应池23中进行三次净化处理，净化气体进入第二尾气处理器24；再次，第二尾气处理器24中的离心机将无机液回收到无机液回收池25中，离心气体进入尾气预冷器26预热；最后，预热气体通过尾气检测器27、尾气冷却罐28后通过尾气排气出口29排出。
在步骤一中，在蓄热氧化器16上设置有送氧管路17，在蓄热氧化器16顶部出口设置有第一气泵/鼓风机18，第一气泵/鼓风机18出口通过管路插入到有机液反应池19的液体中，在有机液反应池19顶部连接有第一尾气处理器20，第一尾气处理器20底部连接有第一有机液回收池21，第一尾气处理器20出口连接有第二气泵/鼓风机22，第二气泵/鼓风机22出口通过管路连接有无机液反应池23的液体中，无机液反应池23顶部连接有第二尾气处理器24，第二尾气处理器24分别连接有无机液回收池25与尾气预冷器26，尾气预冷器26出口连接有尾气检测器27，尾气检测器27出口连接有尾气冷却罐28，尾气冷却罐28出口连接有尾气排气出口29；
第一尾气处理器20、第二尾气处理器24为离心分离机或其他常见尾气处理器与离心机组合；
进料装置1包括进料壳体30、设置在进料壳体30左侧壁的进料总进料口31、设置在进料总进料口31处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体30内且左下端与进料总进料口31右端口对应且右上端与进料壳体30顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板32、设置在进料第一导向斜板32右侧且上端安装在进料壳体30顶部的进料第二导向挡板33、设置在进料第一导向斜板32下方的进料下收集室34、左下端设置在进料第二导向挡板33下方的进料斜向底板35、设置在进料第一导向斜板32与进料壳体30左侧壁之间且底部与进料下收集室34连通且下部与进料总进料口31连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道38、设置在进料第一导向斜板32与进料斜向底板35之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室34连通且右上端位于进料第二导向挡板33右侧且呈V型结构的进料折返通道39、左端与进料折返通道39右上端出口连通的进料中间通道40、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道40右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口36、上端与进料喇叭口36的大端出口连通的进料下降通道41、倾斜设置在进料喇叭口36的大端出口右侧上方且位于进料下降通道41正上方进料壳体30上的进料排气嘴44、以及倾斜设置在进料排气嘴44下端进口处的进料排气网板43；
上料装置2包括位于进料下降通道41正下方的上料下挡阀45、以及设置在上料下挡阀45下方的上料下出口46；
输入装置3包括设置在上料下出口46下方的输入密封腔体48、以及设置在输入密封腔体48上下两端的输入上密封板47与输入下密封板49；
在进料上升通道38左侧壁上设置有进料增速吹嘴37，在进料排气网板43对应的进料壳体30左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴42；
生物质分解装置4包括设置在输入装置3下方的分解壳体50、水平设置在分解壳体50中的分解圆矩形传送带51、设置在两侧的分解圆矩形传送带51矩形段两侧边上的分解侧挡板52、设置在两分解侧挡板52之间且位于分解圆矩形传送带51矩形段处的分解送料通道53、在分解侧挡板52顶部之间连接有分解通道顶板62、在分解通道顶板62下方且在分解送料通道53正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器63、设置在分解通道顶板62下方且设置在相邻的分解加热器63之间的分解隔板64、倾斜横跨过分解圆矩形传送带51上且一端与位于分解圆矩形传送带51内侧的分解侧挡板52输出端连接的横分解出料挡板54、位于横分解出料挡板54出口下方的分解输出通道55、设置在分解输出通道55中部的分解出料阀56、设置在分解输出通道55下出口处的分解出料口57、分解清理活塞杆59沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道55中的分解清理气缸58、根部铰接在分解清理活塞杆59端部的分解清理挡板架60、以及设置在分解清理挡板架60上的分解清理扒爪61。
使用本发明时，进料装置1实现送料，上料装置2与输入装置3实现进料装置1与生物质分解装置4的隔离，减少热损，减少压力变化，冷却罐5实现对炭化物的冷却，固态炭收集箱6实现对炭化物的收集，分解气输出嘴7实现混合气体的排出，稳压阀8保证压力平衡，避免分解气输出嘴7处的过滤网因为压力差过大而发生损伤，提高使用寿命，第一热交换器9调节温度，裂解器10进行热气裂解处理，第二热交换器11实现二次热交换，分离器12实现气与油液分离，分离油存储器13存储油液，缓存器14保护气体平稳输出，保证后期尾气处理的平稳性，氧化预热室15实现预热，蓄热氧化器16为二噁英通用设备，将温度加热到800℃之上，将二噁英分离，避免二噁英产生，送氧管路17实现定量输送合理的氧气，第一气泵/鼓风机18提高分解后气体的流通速度，避免二噁英在低温下再次产生，有机液反应池19根据氧化气体选择不同的溶液即可，实现对氧化后进行处理，同时实现快速降温，避免二噁英的二次产生，第一尾气处理器20可以是活性炭等通用尾气处理设备，通过离心机实现将液体快速分离与第一有机液回收池21回收，第二气泵/鼓风机22提高流通速度，减轻第一气泵/鼓风机18输出端压力负荷，无机液反应池23实现再处理，通过离心机实现将液体快速分离与无机液回收池25回收，尾气预冷器26为通用热交换器，尾气检测器27实现终端检测，尾气冷却罐28实现尾气排气出口29常温排出。
进料第一导向斜板32实现阻挡，密度大于生物质的杂物下落进料下收集室34，斜面对物料起到上升爬坡导向作用，然后经过进料第二导向挡板33折返，进料斜向底板35起到上升爬坡导向作用，进料喇叭口36起到减速，使得物料下落到进料下降通道41，气体通过进料排气嘴44向上排出，文丘里管实现气流输送物料，进料增速吹嘴37实现增速作用，进料上升通道38，进料折返通道39，进料中间通道40，实现曲线送料，起到对杂物的分离，提高炭化物的纯度，进料辅助吹嘴42起到辅助作用，进料排气网板43防止物料随气流向上排出，上料下挡阀45起到开合控制作用，密封作用，上料下出口46实现下出料，输入上密封板47，输入下密封板49，实现密封隔离，输入密封腔体48实现中间过渡缓冲，当打开的瞬间，高压气流向上喷出，从而避免物料堆积堵塞出口，分解壳体50为耐高温材质，分解圆矩形传送带51实现旋转工作，两侧的矩形段均可以实现物料传送，提高效率，分解侧挡板52分解通道顶板62形成蒸笼式通道-分解送料通道53，分解加热器63在物料正上方烘烤，提高热效率，通过分解隔板64实现分段加热，提高分解效率，形成上蒸笼结构，起到保温作用，分解出料挡板54，分解输出通道55实现输出，分解出料阀56实现出料控制，分解出料口57实现排出炭化物，分解清理气缸58驱动分解清理活塞杆59带动分解清理挡板架60伸缩，利用分解清理扒爪61将堆积在分解出料口57的炭化物耙松。
本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于:包括以下步骤：
步骤一，搭建生物质连续分段催化热解反应的装置，该装置包括生物质的进料装置（1）、与进料装置（1）出口连接的上料装置（2）、与上料装置（2）出口连接的输入装置（3）、与输入装置（3）连接的生物质分解装置（4）、两个分别与生物质分解装置（4）下端连接的冷却罐（5）、与冷却罐（5）下端连接的固态炭收集箱（6）、设置在生物质分解装置（4）顶部的分解气输出嘴（7）、旁接在分解气输出嘴（7）出口与生物质分解装置（4）之间的稳压阀（8）、设置在稳压阀（8）上的单向阀、与分解气输出嘴（7）出口连接的第一热交换器（9）、与第一热交换器（9）出口连接的裂解器（10）、与裂解器（10）连接的第二热交换器（11）、与第二热交换器（11）连接的分离器（12）、与分离器（12）出口连接的分离油存储器（13）、与分离油存储器（13）出口连接的氧化预热室（15）、旁接在氧化预热室（15）上的缓存器（14）、以及与氧化预热室（15）出口连接的蓄热氧化器（16）；
步骤二，首先，生物质物料通过文丘里管路送到进料上升通道（38）中，并打在进料第一导向斜板（32）左端斜面上，经过进料第二导向挡板（33）后，依次通过进料折返通道（39）、进料中间通道（40）送出到进料喇叭口（36）；然后，通过进料喇叭口（36）大端出口减速，下沉落入到进料下降通道（41）中，同时，气流通过进料排气嘴（44）排出；
步骤三，首先，当进料下降通道（41）存储的生物质物料达到预设重量后，上料下挡阀（45）打开，生物质物料落到上料下出口（46）中；然后，上料下挡阀（45）闭合；其次，输入上密封板（47）打开，生物质物料落到输入密封腔体（48）中；再次，输入上密封板（47）闭合；
步骤四， 首先，输入下密封板（49）打开，生物质物料落到循环传送的分解圆矩形传送带（51）的两个矩形段的始端；然后，在分解送料通道（53）中前行到横分解出料挡板（54）处，同时，分解加热器（63）对生物质物料进行分段热解与保温炭化；其次，炭化物料通过横分解出料挡板（54）落入到分解输出通道（55），同时，热解气体通过分解气输出嘴（7）输出。
2.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于: 对于炭化物料执行步骤五， 步骤五，首先，分解出料阀（56）打开，同时，分解清理气缸（58）驱动分解清理活塞杆（59）带动分解清理扒爪（61）将炭化物料输送至冷却罐（5）；然后，冷却罐（5）中的螺杆推送器将冷却后的炭化物料送至固态炭收集箱（6）。
3.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于: 对于热解气体执行步骤六；步骤六，首先，热解气体通过第一热交换器（9）进入裂解器（10）进行催化裂解；然后，裂解气体通过第二热交换器（11）进入分离器（12）进行油气分离；其次，分离油液进入到分离油存储器（13），分离气体进入到氧化预热室（15）并通过缓存器（14）进行暂存；再次，氧化预热室（15）内的分离气体进入蓄热氧化器（16）氧化，并通过送氧管路（17）控制氧气供给量。
4.根据权利要求3所述的一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于:步骤七，首先，第一气泵/鼓风机（18）将燃烧后气体送给有机液反应池（19）进行一次净化处理；然后，净化气体通过第一尾气处理器（20）二次处理，同时通过第一尾气处理器（20）中的离心机将有机液回收到第一有机液回收池（21）；其次，第二气泵/鼓风机（22）将离心气体通入无机液反应池（23）中进行三次净化处理，净化气体进入第二尾气处理器（24）；再次，第二尾气处理器（24）中的离心机将无机液回收到无机液回收池（25）中，离心气体进入尾气预冷器（26）预热；最后，预热气体通过尾气检测器（27）、尾气冷却罐（28）后通过尾气排气出口（29）排出。
5.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解反应的工艺，其特征在于:在步骤一中，在蓄热氧化器（16）上设置有送氧管路（17），在蓄热氧化器（16）顶部出口设置有第一气泵/鼓风机（18），第一气泵/鼓风机（18）出口通过管路插入到有机液反应池（19）的液体中，在有机液反应池（19）顶部连接有第一尾气处理器（20），第一尾气处理器（20）底部连接有第一有机液回收池（21），第一尾气处理器（20）出口连接有第二气泵/鼓风机（22），第二气泵/鼓风机（22）出口通过管路连接有无机液反应池（23）的液体中，无机液反应池（23）顶部连接有第二尾气处理器（24），第二尾气处理器（24）分别连接有无机液回收池（25）与尾气预冷器（26），尾气预冷器（26）出口连接有尾气检测器（27），尾气检测器（27）出口连接有尾气冷却罐（28），尾气冷却罐（28）出口连接有尾气排气出口（29）；
第一尾气处理器（20）、第二尾气处理器（24）为离心分离机；
进料装置（1）包括进料壳体（30）、设置在进料壳体（30）左侧壁的进料总进料口（31）、设置在进料总进料口（31）处的文丘里管路、左低右高设置在进料壳体（30）内且左下端与进料总进料口（31）右端口对应且右上端与进料壳体（30）顶部存在通道间隙的进料第一导向斜板（32）、设置在进料第一导向斜板（32）右侧且上端安装在进料壳体（30）顶部的进料第二导向挡板（33）、设置在进料第一导向斜板（32）下方的进料下收集室（34）、左下端设置在进料第二导向挡板（33）下方的进料斜向底板（35）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料壳体（30）左侧壁之间且底部与进料下收集室（34）连通且下部与进料总进料口（31）连通且上端与通道间隙连通的进料上升通道（38）、设置在进料第一导向斜板（32）与进料斜向底板（35）之间且左上端与通道间隙连通且底部与进料下收集室（34）连通且右上端位于进料第二导向挡板（33）右侧且呈V型结构的进料折返通道（39）、左端与进料折返通道（39）右上端出口连通的进料中间通道（40）、水平设置且左侧小端进口与进料中间通道（40）右端出口连通且右侧为大端出口的进料喇叭口（36）、上端与进料喇叭口（36）的大端出口连通的进料下降通道（41）、倾斜设置在进料喇叭口（36）的大端出口右侧上方且位于进料下降通道（41）正上方进料壳体（30）上的进料排气嘴（44）、以及倾斜设置在进料排气嘴（44）下端进口处的进料排气网板（43）；
上料装置（2）包括位于进料下降通道（41）正下方的上料下挡阀（45）、以及设置在上料下挡阀（45）下方的上料下出口（46）；
输入装置（3）包括设置在上料下出口（46）下方的输入密封腔体（48）、以及设置在输入密封腔体（48）上下两端的输入上密封板（47）与输入下密封板（49）；
在进料上升通道（38）左侧壁上设置有进料增速吹嘴（37），在进料排气网板（43）对应的进料壳体（30）左侧壁和/或右侧壁上设置有进料辅助吹嘴（42）；
生物质分解装置（4）包括设置在输入装置（3）下方的分解壳体（50）、水平设置在分解壳体（50）中的分解圆矩形传送带（51）、设置在两侧的分解圆矩形传送带（51）矩形段两侧边上的分解侧挡板（52）、设置在两分解侧挡板（52）之间且位于分解圆矩形传送带（51）矩形段处的分解送料通道（53）、在分解侧挡板（52）顶部之间连接有分解通道顶板（62）、在分解通道顶板（62）下方且在分解送料通道（53）正上方分段设置有用于对生物质物料加热的分解加热器（63）、设置在分解通道顶板（62）下方且设置在相邻的分解加热器（63）之间的分解隔板（64）、倾斜横跨过分解圆矩形传送带（51）上且一端与位于分解圆矩形传送带（51）内侧的分解侧挡板（52）输出端连接的横分解出料挡板（54）、位于横分解出料挡板（54）出口下方的分解输出通道（55）、设置在分解输出通道（55）中部的分解出料阀（56）、设置在分解输出通道（55）下出口处的分解出料口（57）、分解清理活塞杆（59）沿生物质物料传送方向伸缩设置在分解输出通道（55）中的分解清理气缸（58）、根部铰接在分解清理活塞杆（59）端部的分解清理挡板架（60）、以及设置在分解清理挡板架（60）上的分解清理扒爪（61）。
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